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仿机械式爬行机器人运动分析
摘要:尺蠖利用背部肌肉伸缩从而实现运动，即伸展身体的前部，再挪移身体的后部。通过观看尺蠖的运动形式，发觉仿尺蠖类机器人具有结构简洁，原理简洁等特点。在分析过程中，首先利用Solidworks进行建1
仿机械式爬行机器人运动分析
摘要:尺蠖利用背部肌肉伸缩从而实现运动，即伸展身体的前部，再挪移身体的后部。通过观看尺蠖的运动形式，发觉仿尺蠖类机器人具有结构简洁，原理简洁等特点。在分析过程中，首先利用Solidworks进行建模，然后利用ADAMS软件进行仿真分析，模拟机器人的运动方式，验证该运动的可行性。
关键词:尺蠖;机器人;ADAMS;运动分析
1机器人结构组成
该机器人大体由两部分组成，分别为A．B。两部分之间由横杆进行连接。左侧横杆固连在A，右侧横杆固连在B。A，B与横杆之间存在转动副。内部电机驱动A，B以确定相位差绕横杆转动，即A先向前运动，然后B再跟进运动同样的距离，依据这样的运动形式实现向前运动。A，B质量均设置为40g，杆为2g。
2机器人运动分析
2．1在光滑平面上的运动分析
设置A，B之间为转动副，转动副之间存在摩擦力，静摩擦系数为0．5，动摩擦系数为0．3，摩擦力臂为1．0。施加驱动disp(time)=0．1*cos(time)。设置A，B与地面接触力不存在摩擦。通过Z向角速度与时间曲线可以看出，在没有摩擦存在的状况下，机器人消逝在原地打转现象，不能正常运动。由此可得，机器人运动是依靠与地面的摩擦力进行运动的。
2．2在粗糙平面上的运动分析
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转动副设置参数与光滑平面中的类似。设置A，B与地面接触力存在库伦摩擦，静摩擦系数为0．3，动摩擦系数为0．1，得到图2位移随时间变化曲线。可以看出，在摩擦系数较低的状况下，机器人在运动过程中存在频繁的倒退现象，导致运动速度特别缓慢。
2．3更改摩擦系数，在粗糙平面上的运动分析
分别取以下几组摩擦系数代入仿真:(1)静摩擦系数为0．8动摩擦系数为0．1。(2)静摩擦系数为0．3动摩擦系数为0．8。(3)动摩擦系数静摩擦系数均为0．8。得出位移随时间变化曲线进行对比，可以得出(1)状况下相同时间运动位移最长，可以达到2(静摩擦系数为0．3，动摩擦系数0．1状况下)位移长度的3倍(但是照旧存在后退现象)。
2．4单向摩擦下的运动分析
将接触力中的库仑摩擦去除，在机器人与地面接触面上加上单向力以仿照单向摩擦状态(即机器人在正运动方向上不存在摩擦力，机器人在反向运动方向上存在摩擦力为0．04N(摩擦系数为0．5状况下)的摩擦力)。可以得到位移随时间变化曲线。可以看出，在单向摩擦状态下，机器人后退现象明显削减，运动速度变快。由此得出，机器人平均速度与静摩擦系数成正比，与动摩擦系数成反比，且使用单向摩擦材料可以避开后退。
3模拟在水平放置管道运动，进行运动分析
目前仿尺蠖机器人广泛应用于胶囊机器人与救援方面，其工作环境往往为狭窄的圆形管道，因此有必要进行机器人在管道中的运动分析。将机器人